無人機(jī)作業(yè)特點是快速、靈活，尤其是在一些惡劣的環(huán)境和條件下，比如獲取海洋、青藏高原、無人區(qū)的氣象資料，無人機(jī)的優(yōu)勢就比較突出。

具體來說，無人機(jī)可應(yīng)用于海洋臺風(fēng)探測、高原、無人區(qū)強(qiáng)對流天氣觀測，臺風(fēng)探測，人工影響天氣以及邊界層（氣溶膠、大氣垂直廓線）探測，災(zāi)害監(jiān)測、調(diào)查及生態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域。

以臺風(fēng)預(yù)報為例，近20年來，臺風(fēng)路徑預(yù)報準(zhǔn)確率明顯提高，但強(qiáng)度預(yù)報改進(jìn)緩慢，主要是影響我國的近海臺風(fēng)目標(biāo)敏感區(qū)缺少探測手段和觀測資料。目前，我國臺風(fēng)觀測以衛(wèi)星為主，嚴(yán)重缺乏空基和海基的精細(xì)化觀測。此外，我國海洋觀測系統(tǒng)建設(shè)處于初級階段，遠(yuǎn)海觀測極度缺乏，洋面海氣交換觀測資料稀缺，限制了對臺風(fēng)發(fā)生發(fā)展及能量交換的認(rèn)知。

青藏高原處于我國天氣系統(tǒng)上游，其天氣氣候變化影響著我國乃至世界的天氣和氣候。然而，在青藏高原尤其是無人區(qū)建站和維護(hù)極為困難，因此需要無人機(jī)等新型空基觀測平臺來彌補(bǔ)觀測的不足。

在人工影響天氣及云探測領(lǐng)域，無人機(jī)可為云中作業(yè)播撒提供平臺，提高播撒的科學(xué)性和播撒效果。例如，新疆維吾爾自治區(qū)人影辦與西安愛生技術(shù)集團(tuán)合作，采用愛生ASN-209無人機(jī)系統(tǒng)平臺搭載中天火箭機(jī)載播撒系統(tǒng)，直接進(jìn)入云層中進(jìn)行播撒作業(yè)，此為國內(nèi)首次在人工增雨領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)應(yīng)用。

我國對強(qiáng)對流云的探測幾乎是空白的，因而限制了對強(qiáng)對流云形成災(zāi)害性天氣機(jī)理的認(rèn)識，致使強(qiáng)對流災(zāi)害性天氣的預(yù)報準(zhǔn)確率較低。近些年，霧霾成為新的環(huán)境問題，由于大氣垂直觀測資料匱乏，影響了對霧霾發(fā)生發(fā)展及形成、消散機(jī)理的認(rèn)識。這些領(lǐng)域都是無人機(jī)大有可為之處。此外，氣象部門還利用無人機(jī)對森林火災(zāi)、洪澇、湖泊藍(lán)藻、土地利用、土壤沙化、草原生態(tài)等進(jìn)行監(jiān)測。

目前，我國已經(jīng)形成集空基、地基和天基于一體的大氣探測體系，但是，無論是衛(wèi)星、雷達(dá)還是地面自動站，在觀測方面都存在一些不足之處。無人機(jī)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)衛(wèi)星觀測在精度上的不足，還可以作為衛(wèi)星觀測的校驗手段。